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Suelo marciano

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Vista de Curiosity del suelo marciano y cantos rodados después de cruzar la duna de arena "Dingo Gap" (9 de febrero de 2014, color crudo).

El suelo marciano es la capa superficial de fino regolito que se encuentra en la superficie de Marte.

Propiedades geológicas

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Artículo principal: Recursos minerales de Marte

Sus propiedades pueden diferir significativamente de las del suelo terrestre. El término suelo marciano típicamente se refiere a la fracción más fina de regolito. En la Tierra, el término "suelo" generalmente incluye contenido orgánico.[1]​ En contraste, los científicos planetarios adoptan una definición funcional de suelo para distinguirlo de las rocas.[2]​ Las rocas generalmente se refieren a escamas de 10 cm y materiales más grandes (por ejemplo, fragmentos, brechas y afloramientos expuestos) con alta inercia térmica, con fracciones areales consistentes con los datos de Viking Infrared Thermal Mapper (IRTM) e inmóviles bajo condiciones eólicas actuales. En consecuencia, las rocas clasifican como granos que exceden el tamaño de los adoquines en la escala de Wentworth.

Este enfoque permite la concordancia entre los métodos marcianos de teledetección que abarcan el espectro electromagnético desde las ondas gamma hasta las ondas de radio. Tierra se refiere a todos los demás materiales, por lo general no consolidados, incluidos aquellos suficientemente delgados para ser movilizados por el viento. Por lo tanto, el suelo abarca una variedad de componentes de regolito identificados en los sitios de desembarco. Los ejemplos típicos incluyen: armadura de cama, clastos, concreciones, deriva, polvo, fragmentos rocosos y arena. La definición funcional refuerza una definición genética recientemente propuesta de suelo en cuerpos terrestres (incluyendo asteroides y satélites) como una capa superficial no consolidada y químicamente erosionada de material mineral u orgánico de grano fino que excede el grosor de una escala de centímetros, con o sin elementos gruesos y porciones cementadas.

El polvo marciano generalmente connota materiales de granulometría aún más finos que el suelo marciano (y todavía 30 veces más fino que el talco pediátrico), la fracción que tiene menos de 30 micras de diámetro. El desacuerdo sobre la importancia de la definición del suelo surge debido a la falta de un concepto integrado de lo que es un suelo en la literatura. La definición pragmática de "medio para el crecimiento vegetal" ha sido comúnmente adoptada en la comunidad científica planetaria, pero una definición más compleja describe el suelo como "material (bio) geoquímico / físicamente alterado en la superficie de un cuerpo planetario que abarca depósitos telúricos superficiales extraterrestres". Esta definición enfatiza que el suelo es un cuerpo que retiene información sobre su historia ambiental y que no necesita la presencia de vida para formarse.

Perfil geoquímico

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Comparación de los suelos en Marte - Muestras por Curiosity rover, Opportunity rover, Spirit rover (3 de diciembre de 2012).[3]​[4]​
Primer uso de la pala de Curiosity, ya que tamiza una carga de arena en "Rocknest" (7 de octubre de 2012).

Marte está cubierto de vastas extensiones de arena y polvo y su superficie está llena de rocas. El polvo se recoge ocasionalmente en vastas tormentas de polvo en todo el planeta. El polvo de Marte es muy fino y hay suficientes restos suspendidos en la atmósfera para dar al cielo un tono rojizo. El tono rojizo se debe a la oxidación de los minerales de hierro que probablemente se formaron hace unos miles de millones de años cuando Marte era cálido y húmedo, pero ahora que Marte es frío y seco, la oxidación moderna puede deberse a un superóxido que se forma en los minerales expuestos a los rayos ultravioleta bajo la luz solar.[5]​ Se cree que la arena se mueve lentamente en los vientos marcianos debido a la muy baja densidad de la atmósfera en la época actual. En el pasado, el agua líquida que fluía en los barrancos y en los valles de los ríos puede haber dado forma al regolito marciano. Los investigadores de Marte están estudiando si la extracción de agua subterránea está configurando el regolito marciano en la época actual y si los hidratos de dióxido de carbono existen en Marte y desempeñan algún papel.

Primera vista de difracción de rayos X del suelo marciano: el análisis CheMin revela feldespato, piroxenos, olivina y más (rover Curiosity en "Rocknest", 17 de octubre de 2012).[6]​

Se cree que grandes cantidades de agua y dióxido de carbono permanecen congelados dentro del regolito en las partes ecuatoriales de Marte y en su superficie en latitudes más altas. Según el detector de neutrones de alta energía del satélite Mars Odyssey, el contenido de agua del regolito marciano es de hasta el 5% en peso.[7]​[8]​ Se ha interpretado que la presencia de olivino, que es un mineral primario fácilmente meteorizable, significa que los procesos de meteorización más físicos que químicos dominan actualmente en Marte.[9]​ Se cree que las altas concentraciones de hielo en los suelos son la causa del avance acelerado del suelo, que forma el "terreno ablandado" redondeado característico de las latitudes medias marcianas.

En junio de 2008, el Phoenix Lander devolvió datos que mostraban que el suelo marciano era ligeramente alcalino y contenía nutrientes vitales como magnesio, sodio, potasio y cloruro, todos los cuales son necesarios para que crezcan los organismos vivos. Los científicos compararon el suelo cerca del polo norte de Marte con el de los jardines de patio en la Tierra y concluyeron que podría ser adecuado para el crecimiento de plantas.[10]​ Sin embargo, en agosto de 2008, el Phoenix Lander realizó experimentos de química simples, mezclando agua de la Tierra con suelo marciano en un intento por probar su pH, y descubrió rastros del perclorato de sodio, al tiempo que confirmó las teorías de muchos científicos de que la superficie marciana era bastante básico, midiendo en 8,3. La presencia del perclorato, si se confirma, haría que el suelo marciano sea más exótico de lo que se creía anteriormente.[11]​ Se necesitan más pruebas para eliminar la posibilidad de que las lecturas de perclorato sean causadas por fuentes terrestres, que pueden haber migrado desde la nave espacial a las muestras o a la instrumentación.[12]​

Si bien nuestra comprensión de los suelos marcianos es extremadamente rudimentaria, su diversidad puede plantear la cuestión de cómo podemos compararlos con nuestros suelos basados en la Tierra. La aplicación de un sistema basado en la Tierra es ampliamente discutible, pero una opción simple es distinguir la Tierra (en gran medida) biótica del Sistema Solar abiótico, e incluir todos los suelos no terrestres en una nueva Base de Referencia Mundial para Recursos de Suelos Grupo de Referencia o Orden de taxonomía de suelos del USDA , que podría denominarse provisionalmente astrosoles.[13]​

Suelo "Sutton Inlier" en Marte - objetivo del láser de ChemCam - Curiosity rover (11 de mayo de 2013).

El 17 de octubre de 2012 (Curiosity rover en "Rocknest"), se realizó el primer análisis de difracción de rayos X del suelo marciano. Los resultados revelaron la presencia de varios minerales, incluidos el feldespato, los piroxenos y el olivino, y sugirieron que el suelo marciano en la muestra era similar a los "suelos basálticos erosionados" de los volcanes hawaianos.[6]​ La ceniza volcánica hawaiana ha sido utilizada como simulante de regolito marciano por investigadores desde 1998.[14]​

En diciembre de 2012, los científicos que trabajan en la misión Mars Science Laboratory anunciaron que un extenso análisis del suelo marciano realizado por el rover Curiosity mostró evidencia de moléculas de agua, azufre y cloro, así como indicios de compuestos orgánicos.[3]​[4]​[15]​ Sin embargo, la contaminación terrestre, como fuente de los compuestos orgánicos, no pudo ser descartada.

El 26 de septiembre de 2013, científicos de la NASA informaron que el vehículo de Marte Curiosidad detectó agua "abundante y fácilmente accesible" (1,5 a 3 por ciento en peso) en muestras de suelo en la región de Rocknest de Aeolis Palus en Gale Crater.[16]​[17]​[18]​[18]​[19]​[20]​ Además, la NASA informó que el rover Curiosity encontró dos tipos principales de suelo: un tipo máfico de grano fino y un tipo félsico de grano grueso de origen local.[21]​[20]​[22]​ El tipo máfico, similar a otros suelos marcianos y polvo marciano, se asoció con la hidratación de las fases amorfas del suelo.[21]​ Además, se encontraron percloratos, cuya presencia puede dificultar la detección de moléculas orgánicas relacionadas con la vida, en el sitio de aterrizaje del Curiosity rover (y anteriormente en el sitio más polar del módulo de Phoenix), lo que sugiere una "distribución global de estas sales".[22]​ La NASA también informó que la roca Jake M, una roca encontrada por Curiosity en el camino a Glenelg, era una mugearita y muy similar a las rocas terrestres de la mugearita.[23]​

Referencias

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  1. ↑ Certini, Giacomo; Ugolini, Fiorenzo C. (2013). «An updated, expanded, universal definition of soil». Geoderma 192: 378-379. Bibcode:2013Geode.192..378C. doi:10.1016/j.geoderma.2012.07.008. 
  2. ↑ Karunatillake, Suniti; Keller, John M.; Squyres, Steven W.; Boynton, William V.; Brückner, Johannes; Janes, Daniel M.; Gasnault, Olivier; Newsom, Horton E. (2007). «Chemical compositions at Mars landing sites subject to Mars Odyssey Gamma Ray Spectrometer constraints». Journal of Geophysical Research 112. Bibcode:2007JGRE..112.8S90K. doi:10.1029/2006JE002859. 
  3. ↑ a b Brown, Dwayne; Webster, Guy; Neal-Jones, Nancy (3 de diciembre de 2012). «NASA Mars Rover Fully Analyzes First Martian Soil Samples». NASA. Archivado desde el original el 23 de agosto de 2016. Consultado el 3 de diciembre de 2012. 
  4. ↑ a b Chang, Ken (3 de diciembre de 2012). «Mars Rover Discovery Revealed». New York Times. Consultado el 3 de diciembre de 2012. 
  5. ↑ Yen, A.S., Kim, S.S., Hecht, M.H., Frant, M.S., Murray, B.; Kim; Hecht; Frant; Murray (2000). «Evidence that the reactivity of the Martian soil is due to superoxide ions». Science 289 (5486): 1909-12. Bibcode:2000Sci...289.1909Y. PMID 10988066. doi:10.1126/science.289.5486.1909. 
  6. ↑ a b Brown, Dwayne (30 de octubre de 2012). «NASA Rover's First Soil Studies Help Fingerprint Martian Minerals». NASA. Archivado desde el original el 3 de junio de 2016. Consultado el 31 de octubre de 2012. 
  7. ↑ Mitrofanov, I. et 11 al.; Anfimov; Kozyrev; Litvak; Sanin; Tret'Yakov; Krylov; Shvetsov; Boynton; Shinohara; Hamara; Saunders (2004). «Mineralogy at Gusev crater from the Mössbauer spectrometer on the Spirit rover». Science 297 (5578): 78-81. Bibcode:2002Sci...297...78M. PMID 12040089. doi:10.1126/science.1073616. 
  8. ↑ Horneck, G. (2008). «The microbial case for Mars and its implications for human expeditions to Mars». Acta Astronautica 63 (7–10): 1015-1024. Bibcode:2008AcAau..63.1015H. doi:10.1016/j.actaastro.2007.12.002. 
  9. ↑ Morris, R.V. et 16 al.; Klingelhöfer; Bernhardt; Schröder; Rodionov; De Souza; Yen; Gellert; Evlanov; Foh; Kankeleit; Gütlich; Ming; Renz; Wdowiak; Squyres; Arvidson (2004). «Mineralogy at Gusev crater from the Mössbauer spectrometer on the Spirit rover». Science 305 (5685): 833-6. Bibcode:2004Sci...305..833M. PMID 15297666. doi:10.1126/science.1100020. 
  10. ↑ «Martian soil 'could support life'». BBC News. 27 de junio de 2008. Consultado el 7 de agosto de 2008. 
  11. ↑ Chang, Alicia (5 de agosto de 2008). «Scientists: Salt in Mars soil not bad for life». USA Today. Associated Press. Consultado el 7 de agosto de 2008. 
  12. ↑ «NASA Spacecraft Analyzing Martian Soil Data». JPL. Archivado desde el original el 22 de mayo de 2017. Consultado el 5 de agosto de 2008. 
  13. ↑ Certini, G, Scalenghe, R, Amundson, R (2009). «A view of extraterrestrial soils». European Journal of Soil Science 60 (6): 1078-1092. doi:10.1111/j.1365-2389.2009.01173.x. 
  14. ↑ L. W. Beegle; G. H. Peters; G. S. Mungas; G. H. Bearman; J. A. Smith; R. C. Anderson (2007). Mojave Martian Simulant: A New Martian Soil Simulant. Lunar and Planetary Science XXXVIII. Consultado el 28 de abril de 2014. 
  15. ↑ Satherley, Dan (4 de diciembre de 2012). «'Complex chemistry' found on Mars». 3 News. Archivado desde el original el 9 de marzo de 2014. Consultado el 4 de diciembre de 2012. 
  16. ↑ Lieberman, Josh (26 de septiembre de 2013). «Mars Water Found: Curiosity Rover Uncovers 'Abundant, Easily Accessible' Water In Martian Soil». iSciencetimes. Archivado desde el original el 23 de junio de 2017. Consultado el 26 de septiembre de 2013. 
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  18. ↑ a b Grotzinger, John (26 de septiembre de 2013). «Introduction To Special Issue: Analysis of Surface Materials by the Curiosity Mars Rover». Science 341 (6153): 1475. Bibcode:2013Sci...341.1475G. doi:10.1126/science.1244258. Consultado el 27 de septiembre de 2013. 
  19. ↑ Neal-Jones, Nancy; Zubritsky, Elizabeth; Webster, Guy; Martialay, Mary (26 de septiembre de 2013). «Curiosity's SAM Instrument Finds Water and More in Surface Sample». NASA. Consultado el 27 de septiembre de 2013. 
  20. ↑ a b Webster, Guy; Brown, Dwayne (26 de septiembre de 2013). «Science Gains From Diverse Landing Area of Curiosity». NASA. Archivado desde el original el 2 de mayo de 2019. Consultado el 27 de septiembre de 2013. 
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  22. ↑ a b Chang, Kenneth (1 de octubre de 2013). «Hitting Pay Dirt on Mars». New York Times. Consultado el 2 de octubre de 2013. 
  23. ↑ Stolper, E.M.; Baker, M.B.; Newcombe, M.E.; Schmidt, M.E.; Treiman, A.H.; Cousin, A.; Dyar, M.D.; Fisk, M.R.; Gellert, R.; King, P.L.; Leshin, L.; Maurice, S.; McLennan, S.M.; Minitti, M.E.; Perrett, G.; Rowland, S.; Sautter, V.; Wiens, R.C.; MSL ScienceTeam, O.; Bridges, N.; Johnson, J. R.; Cremers, D.; Bell, J. F.; Edgar, L.; Farmer, J.; Godber, A.; Wadhwa, M.; Wellington, D.; McEwan, I.; Newman, C. (2013). «The Petrochemistry of Jake_M: A Martian Mugearite». Science (AAAS) 341 (6153): 1239463. Bibcode:2013Sci...341E...4S. PMID 24072927. doi:10.1126/science.1239463. Consultado el 28 de septiembre de 2013. 
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